Открытый способ добычи угля: за и против
Под данным Росстата, в период с 2000 по 2015 год объёмы добычи угля открытым способом увеличились более чем на 100 млн т в год – с 167,5 до 269 млн т.
В Минэнерго сообщают, что по состоянию на январь 2019 года в России действует 57 угольных шахты и 109 разрезов – почти в два раза больше.
Очевидно, что добыча угля открытым способом имеет гораздо большую популярность, чем подземным способом. Причём в будущем разрезы планируют открывать и дальше – главным образом, на территории Кузбасса.
Как извлекается уголь в разрезах и почему открытый способ добычи так распространён?
Процесс угледобычи
К открытому способу добычи прибегают в том случае, если уголь залегает на небольших глубинах. Такие месторождения называются разрезами — и вовсе неслучайно: они имеют вид длинных углублений ступенчатой формы.
Непосредственно процесс добычи сводится к простой схеме. В чистом виде угля нет, он извлекается из горной породы, сосредоточенной в верхних слоях земли.
В зависимости от количества вредных примесей горняки получают бурый, каменный уголь или антрацит. Каждый вид угля обладает своими характеристиками.
Так называемое «вскрытие» месторождения начинается с вскрышных работ – удаления пустой породы, которая покрывает угольные пласты. Этот процесс проводится двумя способами: с помощью взрывов или же механического рыхления.
Затем горняки с помощью мощных землеройных машин снимают слои пустой породы: на грунт опускают ковш экскаватора (или другой техники – машины выбирают в зависимости от рельефа и почвы), с помощью рычага управления «вгрызаются» в него и заполняют вскрышей.
Горная масса за ненадобностью высыпается в сторону, а уголь, залегающий под ней, вынимается.
Очень важный момент: отработка угольных пластов ведётся в чёткой последовательности, к выемке нижнего слоя породы можно приступать спустя определённое время после выемки верхнего слоя.
Огромное количество вскрыши постепенно увеличивает выработанное пространство разреза, поэтому её транспортируют за пределы разреза, на специальные отвалы. А извлечённый уголь отправляется на склад или на горно-обогатительный комбинат.
После отработки на месте разреза нужно обязательно провести рекультивационные работы: отвалы с пустой породой обычно разравнивают и засыпают плодородным слоем почвы.
Предприятия в плюсе
Открытый способ добычи угля получил большое распространение благодаря своим преимуществам перед подземной добычей в шахтах.
Во-первых, работать на разрезе удобней и гораздо безопасней, нежели под землёй. Работники извлекают уголь в более комфортных условиях – на поверхности меньше вредных газов, есть естественное освещение.
И, конечно, риск смертельных случаев на поверхности намного ниже, чем под землёй.
Во-вторых, при данном способе очень высокая производительность труда – за счёт более свободной рабочей зоны и возможности использования сверхмощной техники.
Из пластов разреза осуществляется более полная выемка угля – потери полезного ископаемого примерно в 3 раза меньше, которые в подземных условиях происходят нередко.
В-третьих, высокая скорость строительства разреза, которая к тому же требует гораздо меньших затрат (примерно в 1,5 раза). Также меньше времени нужно на освоение проектной и производственной мощности месторождения.
И в-четвёртых, из-за низких затрат на строительство экономическая эффективность добычи на разрезе почти в 3 раза выше.
Перечисленные достоинства открытого способа позволяют предприятию извлекать уголь с более низкой себестоимостью.
«Нюансы» экологии
Очевидно, что экономическая эффективность добычи угля открытым способом омрачается некоторыми недостатками. По-настоящему глобальной проблемой стало негативное воздействие на окружающую среду.
Разрезы наносят серьёзный ущерб природе: во время добычи и транспортировки угля в воздух попадает масса пыли и золы. Сильно загрязняют атмосферу буровзрывные работы, погрузочно-разгрузочные работы, дымящиеся породные отвалы и открытые угольные склады.
Вскрышные породы, оставшиеся после отработки месторождения, занимают огромные земельные площади – разрушенные и тем самым непригодные для хозяйственной деятельности. На территории бывших разрезов то и дело наблюдается повышение эрозии почв, образование воронок и прочее.
Стоит отметить, что загрязнение почвы и воды при добыче открытым способом носит постоянный характер: выбросы никуда не исчезают, а хранятся долгие годы. В том числе это касается выбросов пыли в воздух – она оседает в грунтах.
Ещё один неблагоприятный фактор: большое количество машин постоянно перевозит пустую породу, загрязняя пылью всё новые территории, попутно производя массу выхлопных газов.
Разрезам — быть?
Недостатки открытого способа добычи угля до сих пор перекрывают их преимущества, несмотря на экологическую проблему, которая в последнее время стоит весьма остро.
Самая сложная ситуация сейчас в центре угледобычи — Кузбассе, где не угасает довольно жёсткий конфликт между местным населением и угольными предприятиями.
Тем не менее, высокая производительность, экономическая эффективность и безопасность держат немалую толику угольных предприятий на плаву.
Сейчас создаются различные программы по снижению выбросов, ужесточаются правила перевозки угля, на месторождениях внедряются более экологичные решения.
Продолжение добычи на угольных разрезах и открытие новых говорит лишь о том, что открытый способ добычи будет востребованным ещё очень долгое время.
Более того, в целом у угольной промышленности России есть будущее, несмотря на мировой бум альтернативной энергетики.
Источник
Самым востребованным ископаемым для населения является уголь. Чаще всего его применяют в металлургической, энергетической и химических промышленностях. Существуют разные способы добычи угля. Они зависят от того на какой глубине лежит уголь.
Самые распространенные способы:
• Открытый или карьерный.
• Закрытый.
Открытый способ добычи угля
Уголь добывают с помощью открытого способа в том случае если ископаемые лежат на глубине не больше 100 метров. Для того чтобы его достать снимают верхний слой земли, его еще называют вскрыша. Осуществляют данную работу с помощью бульдозеров, скреперов, экскаваторов или драглайнами. Все зависит от плотности почвы и рельефа. После этого используют дробилки, экскаваторы или водяные пушки, а также комплектующие к насосам, с помощью которых проводят дробление породы. Еще для этого иногда применяют буровзрывную отбойку для угля. С помощью данного способа можно охватить большую территорию для добычи угля.
Преимущества данного способа:
• Быстрое выполнение работы.
• Минимальные финансовые затраты.
• Полная безопасность.
Недостатки:
• Наносится значительный вред природе.
• В угле содержатся дополнительные примеси.
Закрытый способ
Данный способ применяют кода уголь находиться очень глубоко. К месту залегания угля за несколько километров проводят специальные горизонтальные или вертикальные стволы, которые потом формируют в шахты. Добычу угля таким способом проводят с помощью камерно-стволовым способом или с лавами. Лавы – это длинные забои, которых в шахте бывает несколько штук. Уголь в забоях добывают с помощью выемочного комбайна. Он же грузит уголь на конвейер для отправки на поверхность. Благодаря комбайну удается забрать из пласта весь уголь. Для добычи угля с помощью камерно-столбового способа, применяют столбы и проходы, которые образовались между ними. Данный способ очень удобен, когда уголь неглубоко лежит под землей. Применяя подземный способ для добычи угля, используют выемочный комбайн, гидравлические машины или врубовые машины. При добыче угля гидравлическим способом используют большую струю воды. Она с помощью сильного напора смывает уголь и доставляет его в специальную емкость. Кроме этого, могут использовать взрывчатые вещества.
Преимущества данного способа:
• Уголь имеет высокое качество.
• Невредно для природы.
Недостатки:
• Опасный способ добычи.
• Нужны финансовые вложения.
Каждое предприятие выбирает для себя тот способ добычи, который для него самый удобный.
Источник
Основные плюсы и минусы угольной промышленности
Современная промышленность очень энергоемка. Она требует огромного количества энергии, и эта потребность растет с каждым годом. Хотя человечество ищет различные пути решения этой проблемы, на сегодняшний день единственный выход – это использование ископаемого топлива и наращивание его добычи. Помимо уже ставших традиционными нефти и газа, в их число также входят уран, горючие сланцы, торф и каменный уголь.
Об угле
Каменный уголь – твердое полезное ископаемое, которое используется в качестве топлива в основном на теплоэлектростанциях. Почти половина мирового электричества вырабатывается именно на нем.
Всего существует три вида: бурый уголь, собственно каменный уголь и антрацит. В этом ряду самым низким сортом по качеству считается бурый уголь, который представляет собой «недозревший» каменный уголь. Ну а самым высококачественным является антрацит.
Каменный уголь образуется из остатков растений, которые подвергались различным превращениям своего состава на протяжении миллионов лет под землей в условиях высокого давления и температуры. Процесс этот начался еще 300 млн. лет назад в эпоху древовидных папоротников и по сути не прекращается до сих пор.
Добывается он открытым способом в карьерах и закрытым, который знаком практически любому – в шахтах. Нередки случаи, когда открытый способ добычи со временем переходит в закрытый, то есть карьер на определенной стадии превращается в шахту.
Основные его запасы располагаются в странах Северной Америки, Европы, стран СНГ и Азии. Считается, что очень много каменного угля находится в Антарктиде.
Преимущества
- Угля очень много. Вообще, полезные ископаемые – это невозобновляемые источники энергии. Поэтому множество ученых уже давно скрупулёзно подсчитывают, на сколько лет при текущем уровне использования хватит того или иного ресурса. Самые пессимистичные оценки дают такую картину: нефть – 30 лет, природный газ – 50 лет, каменный уголь – 250 лет.
- Дешевизна. Если в начале ХХ века основным видом топлива был именно каменный уголь, то с развитием промышленности в первый ряд выдвинулись нефть природный газ, задвинув своего конкурента. Такое положение дел сохранялось до 90 – х годов, пока цены на нефть не поползли вверх. Тогда-то и вспомнили о более дешевой замене традиционным энергоносителям.
- Стабильные цены. Рынок каменного угля не подвержен лихорадочным настроениям, присущим мировому нефтяному рынку. Резкие скачки цен, на которые способны повлиять даже высказывания отдельных публичных личностей, незнакомы в угольном секторе промышленности.
- Широкий спектр применения. Помимо собственно выработки электроэнергии, каменный уголь применяется и в других отраслях промышленности. К примеру, в металлургии для выплавки чугуна используется кокс, который получается при нагревании каменного угля без доступа кислорода до высоких температур – порядка 1000 0 С. Также уголь используется в химической промышленности для получения около 400 различных веществ: нафтана, фенола и других. Самый новый способ применения угля – получение из него жидкого топлива.
- Логистика. Развитие мировых путей сообщения и средств транспортировки – морских кораблей – углевозов, железной дороги – требовалось как раз для доставки каменного угля. И современные реалии таковы, что добыча угля и его сбыт могут происходить на разных точках планеты, но цена перевозки будет несильно отличаться от его доставки в соседний город.
Недостатки
- Низкая теплота сгорания. Не самая последняя причина, по которой каменный уголь уступил пальму первенства в звании на «топливо номер 1» состоит в том, что нефть и газ гораздо более энергоёмкие. Другими словами, при сжигании 1 кг нефти или метана выделяется примерно в полтора раза больше теплоты, чем при сжигании такого же количества самого лучшего антрацита.
- Влияние на экологию. Сжигание угля, состоящего из практически чистого углерода, высвобождает в атмосферу огромное количество углекислого газа, который, как известно, является одним из самых главных парниковых газов. Чтобы снизить нагрузку на атмосферу планеты, некоторые страны должны и вовсе отказаться от его использования. В частности, это Россия, Китай и США – самые крупные его потребители.
- Большие финансовые затраты. Угольная промышленность в последние несколько десятков лет приходит в упадок. Оборудование стареет, а финансовая помощь государства ослабевает с каждым годом. Как следствие, по миру закрывается большое количество шахт.
- Сложность добычи. Большинство месторождений угля находится на большой глубине под землей, иногда в нескольких сотнях метров. Практически везде широко используется ручной труд горняков, а при его добыче образуются метан и угольная пыль, которые при малейшей искре могут вызвать пожар.
- Высокая опасность для жизни. Аварии на шахтах происходят постоянно. Причины здесь разные: это и низкая технологическая дисциплина, пренебрежение правилами безопасности, повышенная сложность добычи. Случаев со смертельным исходом хватает. Число жертв иногда может доходить до нескольких сотен. К примеру, в Германии в 1962 году в шахте, расположенной в земле Саар, погибло 298 горняков. В Турции авария, случившаяся в 1992 году, унесла жизни 270 шахтеров. В Китае после очередной катастрофы были вынуждены закрыть тысячу шахт, которые не отвечали требованиям безопасности.
Заключение
К настоящему моменту из всех источников энергии самым долгоиграющим был и остается уголь. Нефти и газа хватит ненадолго, АЭС вызывают большие опасения в обществе, а возобновляемые источники энергии (ветер, Солнце, геотермальная энергия и гидроэлектростанции) либо находятся в зачаточном состоянии, либо не распространены широко в силу объективных причин. Поэтому в ближайшем будущем развитие получит именно угольная промышленность. Существенные финансовые вливания обеспечат развитие новых технологий добычи, повышение его эффективности и снижение опасности для жизни.
Источник
